CN102964905B - 非水系墨 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹的变形，同时能够省电地进行喷吐的喷墨用非水系墨。本发明的喷墨用非水系墨至少含有色料及有机溶剂，所述有机溶剂相对于溶剂总质量含有30质量%以上的溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂、含有总计30质量%以上的溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂和/或异链烷烃系溶剂，所述溶剂(A)与所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量为80质量%以上。所述墨的粘度优选为5～30mPas。

Description

非水系墨

技术领域

本发明涉及适用于喷墨打印机的非水系墨，具体涉及难以引起与由PPC(聚碳酸亚丙酯)复印机或激光打印机印刷的印刷物的调色剂树脂的贴附以及透明文件夹的变形的、能够抑制耗电进行正常喷吐的非水系墨。

背景技术

喷墨打印机中，近年来开始日益要求不受记录介质的制约、高速进行全彩色印刷。为了应对该要求，使用难以发生卷边或起皱的非水系墨的喷墨打印机开始普及。

非水系墨虽然如上所述具有难以发生卷边或起皱的特征，但使用了非水系墨的印刷物有时会与PPC印刷物的调色剂树脂贴附、使透明文件夹变形。

已知通过使非水系墨的溶剂总质量的20重量%以上为α值6～8°的酯系溶剂，可以改善与PPC印刷物的调色剂树脂贴附的问题(专利文献1)。但是，该非水系墨虽然改善了所述非水系墨与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附，但无法抑制透明文件夹的变形。

记载了通过使非水系墨的溶剂总质量的50%以上为碳原子数24以上36以下的酯系溶剂，从而可改善透明文件夹(透明透明文件夹)的变形(专利文献2)、或者已知通过并用平均碳原子数28的液体石蜡和平均碳原子数23以上27以下的液体石蜡，可改善透明文件夹变形(专利文献3)。但是，这些非水系墨的粘度高、为了从喷墨头进行正常的喷吐需要利用加热或冷却来实现低粘度化，有耗电增多的倾向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007―126564号公报

专利文献2：日本特开2007―154149号公报

专利文献3：日本特开2007-297624号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述事实，本发明提供能够抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹的变形，同时能够省电地进行正常喷吐的喷墨用非水系墨(以下也仅称为墨)。

用于解决问题的方案

本发明为一种非水系墨，其至少含有色料、有机溶剂，所述有机溶剂中相对于有机溶剂总量含有30质量%以上的溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂、相对于有机溶剂总量含有总计30质量%以上的溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂和/或异链烷烃系溶剂，所述溶剂(A)与所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量为80质量%以上。

优选所述溶剂(A)的50%馏出温度为350℃～480℃、所述溶剂(B)的50%馏出温度为220℃～300℃。透明文件夹的变形以及与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附进一步得以改善。

更优选所述溶剂(A)的50%馏出温度为400℃～480℃、、所述溶剂(B)的50%馏出温度为230℃～280℃。透明文件夹的变形以及与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附更加得以进一步改善。

这里，50%馏出温度是指根据JIS K0066《化学制品的蒸馏试验方法》测定的、以重量计50%的溶剂挥发时的温度。

这里，正构烷烃系溶剂是指以直链烃溶剂为主溶剂的烃溶剂、环烷烃系烃溶剂是指以环状烃溶剂为主溶剂的烃溶剂、异链烷烃系烃溶剂是指以支链烃溶剂为主溶剂的烃溶剂。

这里，主溶剂是指含有超过溶剂总质量的50质量%的溶剂。

所述溶剂(A)和所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量优选为85质量%以上、更优选为90质量%以上。

所述墨的23℃的粘度优选为3～30mPas、更优选为4～20mPas、进一步优选为6～15mPas。

发明的效果

本发明由于至少含有色料和有机溶剂，所述有机溶剂中相对于有机溶剂总量含有30质量%以上的溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂、相对于有机溶剂总量含有总计30质量%以上的溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂和/或异链烷烃系溶剂，所述溶剂(A)与所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量为80质量%以上，因此可在抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹变形的同时，不进行加热或冷却即可进行正常喷吐，因此可抑制耗电量。

对于通过并用所述溶剂(A)和所述溶剂(B)，从而能够抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹变形、且不进行加热或冷却即可进行正常喷吐的原因还不明确，但推测是由于异链烷烃系溶剂和环烷烃系溶剂具有支链或环状结构，因而与相同分子量的正构烷烃系溶剂相比时，难以进入PPC印刷物的调色剂树脂或透明文件夹的PP(聚丙烯)内部，难以发生与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹变形。

所述溶剂(A)的50%馏出温度低于320℃时，则变得不能抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹的变形。

所述溶剂(A)的50%馏出温度高于480℃时，为了正常地喷吐墨，需要加热或提高驱动电压，耗电增加。

所述溶剂(B)的50%馏出温度低于200℃时，则变得不能抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹的变形。

所述溶剂(B)的50%馏出温度高于320℃时，为了正常地喷吐墨，需要加热或提高驱动电压，耗电增加。

溶剂(A)的含量不足30质量%时，无法充分地抑制透明文件夹的变形或与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附。

溶剂(B)的含量不足30质量%时，为了正常地喷吐墨，需要对墨加热或提高驱动电压或者进行冷却，耗电增加。

所述溶剂(A)和所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量不足80质量%时，则变得不能抑制透明文件夹的变形或者与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附。

所述墨粘度优选为3～30mPas、更优选为4～20mPas、进一步优选为6～12mPas。墨粘度高于30mPas时，为了进行正常喷吐，必须对墨进行加热或冷却、提高驱动电压，耗电增加。本发明的墨由于将墨粘度抑制在30mPas以下，因而可以降低必要的电力，对省电有效。

具体实施方式

本发明为一种喷墨用非水系墨，其特征在于至少含有色料和有机溶剂，所述有机溶剂中相对于有机溶剂总量含有30质量%以上的溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂、相对于有机溶剂总量以环烷烃系溶剂和异链烷烃系溶剂的总量含有总计30质量%以上的溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂和/或异链烷烃系溶剂，所述溶剂(A)与所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量为80质量%以上。

利用本发明的非水系墨可以抑制与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附或透明文件夹的变形，同时能够省电地进行正常喷吐。

作为溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂的具体例子，可举出高纯度液体石蜡(moresco-white)P-60、高纯度液体石蜡P-70、高纯度液体石蜡P-80、高纯度液体石蜡P-100、高纯度液体石蜡P-120、高纯度液体石蜡P-150、高纯度液体石蜡P-200、高纯度液体石蜡P-280、高纯度液体石蜡P-350P。

作为溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的异链烷烃系溶剂的具体例子，可举出isoparM、Isozol400。

作为溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂具体例子，可举出TECLEAN N-20、TECLEAN N-22、AF-4、AF-5、AF-6、AF-7。

本发明的非水系墨中，可以以相对于墨中的有机溶剂总质量为不足20质量%的比例含有溶剂(A)、溶剂(B)以外的有机溶剂。只要是含量不足20质量%，则即便并用溶剂(A)、溶剂(B)以外的有机溶剂，也可减小这些溶剂对抑制与调色剂树脂的贴附、透明文件夹的变形的影响。

溶剂(A)、溶剂(B)以外的有机溶剂的50%馏出点优选为200℃以上、更优选为220℃以上、进一步优选为250℃以上。

作为本发明中能够使用的溶剂(A)、溶剂(B)以外的有机溶剂，可举出JX日矿日石能源(株)制“TECLEAN N-20、TECLEAN N-22、NAPHTESOL M、NAPHTESOL H、NO.0solvent M、NO.0solvent H、Isozol400、AF-4、AF-5、AF-6、AF-7”、Exxon公司制“IsoparM、ExxsolD80、ExxsolD100、ExxsolD130、ExxsolD140”、松村石油公司制“高纯度液体石蜡P-40、高纯度液体石蜡P-55、高纯度液体石蜡P-60、高纯度液体石蜡P-70、高纯度液体石蜡P-80、高纯度液体石蜡P-100、高纯度液体石蜡P-120、高纯度液体石蜡P-150、高纯度液体石蜡P-200、高纯度液体石蜡P-280、高纯度液体石蜡P-350P”等烃系溶剂；月桂酸甲酯、月桂酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、异硬脂醇棕榈酸酯、油酸甲酯、油酸乙酯、油酸异丙酯、油酸丁酯、亚油酸甲酯、亚油酸异丁酯、亚油酸乙酯、异硬脂酸异丙酯、大豆油甲酯、大豆油异丁酯、妥尔油甲酯、妥尔油异丁酯、己二酸二异丙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二乙酯、单癸酸丙二醇酯、三2-乙基己酸三羟甲基丙烷、三2-乙基己酸甘油酯等作为碳原子数12以上的脂肪酸与碳原子数1以上的醇形成的高级脂肪酸酯的酯系溶剂，异肉豆蔻醇、异棕榈醇、异硬脂醇、油醇等作为碳原子数12以上的高级醇的醇系溶剂；异壬酸、异肉豆蔻酸、十六烷酸、异棕榈酸、油酸、异硬脂酸等作为碳原子数12以上的高级脂肪酸的脂肪酸系溶剂和它们的混合溶剂。

本实施方式的墨中，色料并无特别限定，可使用染料和/或颜料。

作为本发明的墨中使用的染料可以使用以往公知的染料。可举出偶氮染料、金属络合物染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛蓝染料、碳染料(carbonium dyes)、醌亚胺染料、呫吨染料、花菁染料、喹啉染料、硝基染料、亚硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料、金属酞菁染料等染料。这些物质均可单独使用1种，还可组合使用2种以上。

这些染料相对于墨总质量优选以0.1～30质量%的范围含有、更优选以1～10质量%的范围含有。不足0.1质量%时，印刷浓度显著降低，超过30质量%时，墨粘度增高。

作为本发明的墨中使用的颜料可以使用以往公知的颜料，例如可使用偶氮系、酞菁系、染料系、稠合多环系、硝基系、亚硝基系等有机颜料(亮胭脂红6B(brilliant carmine)、色淀红C、Watching Red、双偶氮黄、汉沙黄、酞菁蓝、酞菁绿、碱性蓝、苯胺黑等)；钴、铁、铬、铜、锌、铅、钛、钒、锰、镍等金属类，金属氧化物和硫化物以及黄土、群青、绀青等无机颜料，炉法炭黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑类。这些物质均可单独使用1种，还可组合使用2种以上。

这些颜料相对于墨总质量优选以0.01～20质量%的范围含有、更优选以3～10质量%的范围含有。不足0.01质量%时，印刷浓度显著降低，超过20质量%时，墨粘度增高。

颜料的平均粒径从分散性和保存稳定性的观点出发，优选为300nm以下、更优选为150nm以下。此处，颜料的平均粒径是指利用(株)堀场制作所制的动态光散射式粒度分布测定装置LB-500测定的值。

本发明的墨中，有机溶剂是指在20℃的水中的溶解度为1.0wt%以下的难溶性或非水溶性有机溶剂。

本实施方式的墨使用颜料作为色料时，优选还含有颜料分散剂。作为颜料分散剂并无特别限定，只要是将颜料稳定地分散在溶剂中的物质即可。例如，优选使用含羟基羧酸酯、长链聚氨基酰胺与高分子量酸酯的盐、高分子量聚羧酸的盐、长链聚氨基酰胺与极性酸酯的盐、高分子量不饱和酸酯、高分子共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子系活性剂、萘磺酸甲醛缩合物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚酯聚胺、十八烷胺乙酸酯等，其中优选使用高分子分散剂。这些物质可单独使用，还可组合使用多种。

作为市售的颜料分散剂的具体例子，可以举出日本Lubrizol公司制“Solsperse5000(酞菁铵盐系)、13940(聚酯胺系)、17000、18000(脂肪酸胺系)、11200、22000、24000、28000”(均为商品名)；Efka CHEMICALS公司制“Efka400、401、402、403、450、451、453(改性聚丙烯酸酯)、46，47，48，49，4010，4055(改性聚氨酯)”(均为商品名)；花王株式会社制“DEMOLP、EP、POIZ520、521、530、HOMOGENOL L-18(聚羧酸型高分子表面活性剂)”(均为商品名)；楠本化成株式会社制“DISPARLON KS-860、KS-873N4(高分子聚酯的胺盐)”(均为商品名)；第一工业制药株式会社制“DISCOL202、206、OA-202、OA-600(多链型高分子非离子系)”(均为商品名)等。

墨中的颜料分散剂的配合量可适当设定，从颜料分散性的观点出发，以质量比计，相对于颜料1份优选为0.05～1.5份左右、更优选为0.1～1.2份。

相对于墨整体，颜料分散剂优选含有0.5～15质量%左右、更优选为含有1～12质量%。

本实施方式的墨中可以在不阻碍本发明效果的范围内含有任意的成分。例如，可适当添加丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、苯乙烯-马来酸系树脂、松香系树脂、松香酯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯系树脂、石油树脂、香豆酮-茚系树脂、萜烯酚醛系树脂、酚醛树脂、氨基甲酸酯树脂、蜜胺树脂、尿素树脂、环氧系树脂、纤维素系树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯系树脂、二甲苯树脂、醇酸树脂、脂肪族烃树脂、丁醛树脂、马来酸树脂、富马酸树脂、含羟基羧酸酯、长链聚氨基酰胺与高分子量酸酯的盐、高分子量聚羧酸的盐、长链聚氨基酰胺与极性酸酯的盐、高分子量不饱和酸酯、高分子共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子系活性剂、萘磺酸甲醛缩合物盐、芳香族磺酸甲醛缩合物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚酯聚胺、十八烷胺乙酸酯、防喷嘴堵塞剂、抗氧化剂、导电率调整剂、粘度调整剂、表面张力调整剂、氧吸收剂等。

本实施方式的墨可如下获得：在珠磨机等分散机中一次或分次地添加色料、有机溶剂、所需的任意成分进行搅拌·混合，根据需要利用滤膜等进行过滤，从而获得。

墨的粘度随喷墨打印机的喷头的喷嘴直径或喷吐环境等的不同，其适应范围也不同，一般优选在23℃下为3～30mPa·s、更优选为4～20mPa·s、最优选为6～12mPa·s左右。

这里，粘度表示在23℃下以0.1Pa/s的速度将剪切应力从0Pa开始增加时处于10Pa的值。

本实施方式的墨使用喷墨记录装置进行。喷墨打印机可以是压电方式、静电方式、热方式等任一种方式。使用喷墨记录装置时，优选根据数字信号从喷墨头喷吐本发明的墨，使喷出的墨液滴附着在记录介质上。

实施例

以表1和表2所示的配合将原料预混合后，持摇摆磨基(seiwa技研制)以频率60Hz搅拌120分钟。搅拌后，使用孔径3μm的滤膜过滤，获得实施例1～7、比较例1～7的非水系墨。

原材料的获得单位如下所述。

炭黑MA8(色料)：三菱化学株式会社制

Solsperse13940(颜料分散剂)：Lubrizol公司制

高纯度液体石蜡P60(正构烷烃系溶剂)：松村石油株式会社制

高纯度液体石蜡P100(正构烷烃系溶剂)：松村石油株式会社制

高纯度液体石蜡P120(正构烷烃系溶剂)：松村石油株式会社制

高纯度液体石蜡P230(正构烷烃系溶剂)：松村石油株式会社制

高纯度液体石蜡P350(正构烷烃系溶剂)：松村石油株式会社制

AF-4(环烷烃系溶剂)：JX日矿日石能源株式会社制

AF-7(环烷烃系溶剂)：JX日矿日石能源株式会社制

ISOPER M(异链烷烃系溶剂)：Exxon Mobil有限会社

异肉豆蔻醇(有机溶剂)：日产化学株式会社

油酸甲酯(有机溶剂)：花王株式会社

墨粘度

使用HAAKE公司制流变仪RS300，测定在23℃下以0.1Pa/s的速度将剪切应力从0Pa增加时处于10Pa的值。

与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附

将实施例和比较例的墨填充至CB2头(TOSHIBA TEC公司制)中，适当进行加热或冷却实施印字。按照在HC用纸IJ(商品名：理想科学工业公司制)上达到1墨滴36pL(相当于6drop)的墨量调整驱动电压，形成300dpi*300dpi的实地图像。接着，使用激光打印机“Prioa LS-9500DN”(商品名：理想科学工业公司制)在理想用纸薄纸(商品名：理想科学工业公司制)上形成实地图像。将这些实地图像的印字面之间重叠，在30℃环境下放置1个月。将重叠的印字物剥离，目视观察印字面的污渍，按以下基准进行评价。

A：未确认到印字面的污渍。

B：虽然确认到了印字面的污渍，但是是可以允许的水平。

C：调色剂转印至喷墨印字面上，印字面的污渍明显。

透明文件夹变形

将实施例和比较例的墨填充至CB2头(TOSHIBA TEC公司制)中，适当进行加热或冷却实施印字。按照在HC用纸IJ(商品名：理想科学工业公司制)上达到1墨滴36pL(相当于6drop)的墨量调整驱动电压，形成300dpi*300dpi的实地图像。将该实地图像10张夹在聚丙烯的透明文件夹中，在23℃环境下放置1周，按以下基准进行评价。

A：透明文件夹未变形或者稍有变形。

B：透明文件夹虽然变形，但在实际使用上没有问题。

C：透明文件夹明显变形，实际使用上具有问题。

喷吐性能

使用CB2头(TOSHIBA TEC公司制)，在驱动电压22V、滴数5滴、每1滴的液滴量6pL、墨温度25℃的条件下，在HC用纸消光IJ用纸上印刷实地图像。

目视观察图像，按以下基准进行评价。

A：未见不喷吐或弯曲飞行。

B：虽然有若干的弯曲飞行、但未见不喷吐。

C：弯曲飞行或不喷吐明显，是实际使用上有问题的水平。

将各墨的处方和评价结果示于表1和表2。

[表1]

[表2]

如表1所示可知，作为本发明的墨的实施例1～7的墨均抑制了与PPC印刷物的调色剂树脂的贴附以及透明文件夹的变形，喷吐性能也良好。溶剂(A)的50%馏出温度为400℃～480℃、溶剂(B)50%馏出温度为230℃～300℃的实施例2、实施例5、实施例7中可获得特别良好的性能。

如表2所示可知，比较例1的墨由于溶剂(B)的含量相对于有机溶剂总量不足30质量%，因而喷吐性能很差。比较例2和比较例3的墨由于溶剂(A)的含量相对于有机溶剂总量不足30质量%，因而喷吐性能差、透明文件夹的变形严重。比较例4、比较例5和比较例7的溶剂(A)、溶剂(B)均不足30%，透明文件夹的变形严重、另外与PPC印刷物的调色剂树脂贴附。比较例8由于溶剂(A)不足30%，因而透明文件夹变形严重。

产业上的可利用性

本发明的喷墨用非水系墨可以在喷墨印刷的领域中广泛利用。

Claims (3)

1.一种非水系墨，其至少含有色料及有机溶剂，

所述有机溶剂相对于有机溶剂总量含有30质量%以上的溶剂(A)：50%馏出温度为320℃～480℃的正构烷烃系溶剂、

相对于有机溶剂总量含有总计30质量%以上的溶剂(B)：50%馏出温度为200℃～320℃的环烷烃系溶剂和/或异链烷烃系溶剂，

所述溶剂(A)与所述溶剂(B)的总量相对于所述有机溶剂总量为80质量%以上。

2.根据权利要求1所述的墨，其特征在于，所述溶剂(A)的50%馏出温度为350℃～480℃、所述溶剂(B)的50%馏出温度为220℃～300℃。

3.根据权利要求1所述的墨，其特征在于，所述溶剂(A)的50%馏出温度为400℃～480℃、所述溶剂(B)的50%馏出温度为230℃～280℃。